CN114324166A - 基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置与方法，以解决目前基于连续精细光谱分析法对水体参数监测准确性较低，监测窗口沉积物清理操作麻烦的技术问题。该装置包括壳体、水体容置管、驱动模块、排水模块、检测模块及信号处理输出模块；驱动模块包括驱动组件及驱动杆，驱动杆的下端部有清洁刷，检测模块包括设置在壳体内侧面的浊度散射校正测量单元和连续光谱测量单元。该方法包括1、采用多种标准溶液，根据浊度散射校正测量单元的测量结果，对连续光谱测量单元的测量结果进行校正，得校正系数；2、根据校正系数对连续光谱测量单元的测量结果校正；3、启动清洁程序；4、重复2和3，对水体参数实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种水体浊度测量装置及测量方法，具体涉及一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置与采用该测量装置的测量方法。
背景技术
20世纪80年代以来，对于水质监测具有决定影响的两大技术即光谱分析技术和化学计量技术，具体可细分为化学分析技术、原子光谱技术、色谱分离技术、电化学分析技术、生物传感技术和分子光谱技术；其中，化学分析技术、原子光谱技术及色谱分离技术的水质分析仪存在体积大、采样测试周期长、成本高等问题。基于电化学分析技术和生物传感技术的水质分析仪虽然便携，但存在使用寿命短，维护成本高等问题。
分子光谱分析技术是水环境监测中应用最为广泛的技术，而基于直接紫外-可见-近红外光谱分析的水质监测，是利用有机物及部分无机物吸收紫外光的特性，建立紫外吸光度和水质参数浓度的相关模型来获得重要的水质参数，具有无需试剂、实时在线、体积小、成本低、多参数检测等优点，在对地表水、生活饮用水、工业污水(处理后)、海水等水体的在线监测中具有显著优势，已成为水质监测仪器的重要发展方向。
但目前针对地表水、生活饮用水、工业污水(处理后)、海水等水质监测展开的相关技术研究，基本上采用了人工取样+实验室化学分析的方法，存在监测频次低、数据分散、非同步、离线等缺点。
岸边机柜式的在线监测仪器采用抽水+多个单传感器集成测量的方式，系统机械较为复杂，由于水体的化学成份与温度、压力等关系很大，这种非原位测量的准确性也会受到质疑。
目前，基于吸收光谱分析是以单光谱分析为主，因为基于连续精细光谱分析的波长范围宽(覆盖紫外-可见-近红外)，可以获得更多水体参数信息，例如色度、浊度、硝氮、氨氮、色度、COD、UV254、TOC等，但针对多参数测量的解混准确度偏低，相应的对水体多参数同步监测准确性较低；另外，采用连续精细光谱分析进行水质监测时，监测光学窗口沉积的杂质导致透过率降低，进而影响到水体参数的反演精度。同时，对于水体参数测量，影响最大的因素是浊度，浊度校正的好坏，直接大幅度的影响到水体参数测量。综上所述，对连续精细光谱分析的主动校正和光学窗口的清洁抑制成为解决采用连续精细光谱分析法监测水质参数的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于解决目前基于连续精细光谱分析法对水体多参数同步监测准确性较低，光学窗口沉积物清洁抑制方面操作困难的技术问题，提出一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置与使用该测量装置的测量方法。
本发明提供的技术方案为：
一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特殊之处在于：包括壳体、设置在壳体内的水体容置管、驱动模块、排水模块、检测模块及信号处理输出模块；壳体上设有入水口；
所述水体容置管具有相通的过渡腔和散射腔，所述过渡腔与散射腔垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸相同；所述散射腔的下端与入水口相接；散射腔设置有第一透光窗、第二透光窗、第三透光窗和第四透光窗，所述第一透光窗和第二透光窗垂直设置，第三透光窗和第四透光窗相对设置；
所述驱动模块包括驱动组件及与驱动组件连接的下端开口的中空驱动杆，驱动杆伸入过渡腔，所述驱动杆的下端部设置有清洁刷；
所述清洁刷垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸与过渡腔及散射腔相适配，所述清洁刷用于在驱动杆的带动下在散射腔内上下运动；
所述排水模块包括排水管和排水口；所述驱动杆的上端侧面设置有通孔，所述过渡腔的上端设置有沿轴向延伸的长条孔，所述排水管的一端穿过长条孔与所述通孔密封连接，所述排水口设置在壳体外侧面，所述排水管的另一端与排水口连接；所述排水管为可以伸缩的软管；
所述检测模块包括设置在壳体内侧的浊度散射校正测量单元和连续光谱测量单元；
所述浊度散射校正测量单元包括单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，单谱段光源发射组件的发射光从第一透光窗进入散射腔，第一光源接收组件接收从第二透光窗射出的散射光，且单谱段光源发射组件的发射光与第一光源接收组件接收的散射光垂直；
所述连续光谱测量单元包括连续光发射组件和第二光源接收组件，连续光发射组件的发射光从第三透光窗进入散射腔，第二光源接收组件接收从第四透光窗射出的透射光，且连续光发射组件的发射光与第二光源接收组件接收的透射光平行；
所述信号处理输出模块用于对检测模块检测的数据进行处理和输出。
进一步地，所述单谱段光源发射组件的发射光波长范围为800±10nm；
所述连续光发射组件的发射波长范围为165～1100nm。
进一步地，所述单谱段光源发射组件包括设置在壳体内侧面的第二安装底座、设置在第二安装底座上的光源驱动板、与光源驱动板相连的单谱段光源及设置在单谱段光源光传输方向上的第一扩束镜组；
第一光源接收组件包括设置在壳体内侧面的第一安装底座，设置在第一安装底座上的探测器驱动板，与探测器驱动板相连的探测器及设置在第二透光窗射出的散射光传输方向上的第一接收镜组；
所述连续光发射组件包括与光源驱动板相连的连续谱光源设置在连续谱光源光传输方向上的第二扩束镜组；所述第二光源接收组件包括设置在第四透光窗射出的透射光传输方向上的第二接收镜组、贯穿设置在壳体侧壁的光纤头及设置在壳体外的用于接收光纤头传输信号的光谱仪。
进一步地，所述清洁刷为套设在驱动杆上的至少一个橡胶垫，所述橡胶垫垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸与过渡腔和散射腔相适配。
进一步地，所述水体容置管还包括设置在散射腔下且与散射腔相通的缓冲腔，所述缓冲腔与过渡腔和散射腔垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸相同，所述入水口设置在缓冲腔的下端。
进一步地，所述过渡腔、散射腔和缓冲腔垂直于水体容置管延伸方向的断面为矩形。
进一步地，所述信号处理输出模块包括信号处理板及与信号处理板相连的信号输出端口；
所述信号处理板与探测器和光谱仪电连接；
所述信号输出端口与数据接收终端相接。
进一步地，所述驱动组件包括直线电机组件和与直线电机组件相接的连动部件，所述驱动杆设置在连动部件下端。
同时，本发明还提供一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量方法，其特殊之处在于，采用上述基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，具有以下步骤：
S1、配制多种不同水体浊度的标准溶液；
S2、将任一种标准溶液通过入水口注入水体容置管，标准溶液进入散射腔和过渡腔后，经驱动杆从排水口排出；
当入水口与排水口达到进出水平衡，散射腔中标准溶液稳定后，启动单谱段光源发射组件、第一光源接收组件和信号处理输出模块，测得单谱段光源下的散射光强度值为X1；
关闭单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，启动连续光发射组件和第二光源接收组件，测得与单谱段光源相同波长位置处的透射光强度值为X2；
根据公式K＝X1/X2计算校正系数K；
关闭连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块；
S3、重复步骤S2，测量其他不同水体浊度的标准溶液，计算不同水体浊度的标准溶液下各个校正系数的平均值K0；
S4、将待监测水体通过入水口注入水体容置管中，待监测水体进入散射腔和过渡腔后，经驱动杆从排水口排出；再次启动连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块，测量得连续光光谱曲线，则连续光光谱曲线的离散波长如下式所示：
其中，λm～λm+n为连续光谱的波长范围，y为光谱仪的光谱分辨率，n为连续光谱的波长范围值，即n＝(λm+n)-(λm)；
根据步骤S3中平均校正系数K0对连续光谱曲线进行校正，校正前光强度值为
校正后为
得到校正后的连续光光谱曲线；根据校正后的连续光光谱曲线不同波段对应的不同水体参数进行浓度反演，实现对水体参数的实时监测；
S5、根据设定的时间间隔，关闭连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块，使入水口持续入水，启动驱动模块，驱动模块驱动驱动杆，使设置在驱动杆下端部的清洁刷在散射腔中上下运动，对散射腔的内表面进行清理，清理用水从排水口排出，清理完毕后关闭驱动模块；
S6、重复步骤S4和S5，对待监测水体参数进行实时监测。
进一步地，步骤S4中，根据需要定期对实际测量的水体参数进行修正，具体的修正过程为：
S4.1、根据校正系数K0，通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量水体浊度为F2；关闭连续光发射组件和第二光源接收组件，启动单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，测量当前水体浊度F1；同时采用标准方法测量当前水体浊度F0；
S4.2、比较F1和F0的数值，若∣F1-F0∣≤5％，则不需要对通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量的水体参数结果进行修正；若∣F1-F0∣≥5％，则需要通过修正系数K1＝F0/F2，对通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量的水体参数结果进行修正。
本发明的有益效果：
1、本发明通过浊度散射校正测量单元测量的单谱段光源散射浊度值对采用连续光谱测量单元测量的水体浊度值进行校正，得到校正系数后进一步对连续谱中的其他谱段进行校正，实现对水体中色度、浊度、硝氮、氨氮、色度、COD、UV254、TOC等参数的准确测量，以达到对水质的监测。
2、有自清洁能力：本发明水体浊度检测装置的过渡腔和散射腔具有相同的形状和内径，通过驱动模块驱动驱动杆，使位于驱动杆端部的清洁刷在散射腔中上下运动，实现对散射腔内表面附着的杂质环绕气泡进行清理，避免了散射腔内侧面附着杂质和气泡对检测结果的影响，清理的杂质随水体从排水口排出，设计巧妙适用性强，可实现系统内部的自清洁需求。
3、系统维护：首先，检测模块设置在壳体与散射腔之间，不直接与水体接触，避免了因水体中化学元素腐蚀造成的仪器损坏引起的探测精度下降问题；其次，可以设置清洁循环周期，通过驱动模块实现清洁刷对散射腔的自清洁，避免了传统设备因清洁问题造成的定期维护的需求，极大降低了售后成本支出。
附图说明
图1为本发明基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中检测模块俯视图。
附图标记如下：
1-直线电机组件，2-连动部件，3-驱动杆外端，4-排水口，5-驱动杆，6-壳体，7-过渡腔，8-清洁刷，9-散射腔，10-第一接收镜组，11-探测器，12-探测器驱动板，13-第一安装底座，14-第一扩束镜组，15-单谱段光源，16-光源驱动板，17-第二安装底座，18-缓冲腔，19-信号处理板，20-信号输出端口，21-入水口，22-连续谱光源，23-第二扩束镜组，24-第二接收镜组，25-光纤头，26-光谱仪。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例提供了一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，该装置包括壳体6、设置在壳体6内的水体容置管、驱动模块、排水模块、检测模块及信号处理输出模块。
壳体6下端设有入水口21，壳体6内具有由金属板围成的水体容置管，水体容置管的内部中空，具有从上至下依次连通的过渡腔7、散射腔9及缓冲腔18，过渡腔7、散射腔9及缓冲腔18垂直于水体容置管延伸方向的断面尺寸相同且形状为矩形；过渡腔7上端与排水模块相接，缓冲腔18的下端与入水口21相接；散射腔9设置有第一透光窗、第二透光窗、第三透光窗和第四透光窗，第一透光窗和第二透光窗垂直设置，第三透光窗和第四透光窗相对设置；其中，第一透光窗和第三透光窗设置在散射腔的同一侧面。
驱动模块包括驱动组件及与驱动组件连接的下端开口的中空驱动杆5，驱动组件包括直线电机组件1和与直线电机组件1相接的连动部件2，驱动杆5设置在连动部件2下端并伸入过渡腔7，驱动杆5的下端部设置有清洁刷8。清洁刷8用于在驱动杆5的带动下在散射腔9内上下运动；清洁刷8为套设在驱动杆5上的两个橡胶垫，橡胶垫垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸与过渡腔7和散射腔9相适配。
进行清洁工作时，直线电机组件1驱动连动部件2，带动驱动杆外端3上下运动，并带动驱动杆5及与驱动杆5相连的橡胶垫随之在过渡腔7、散射腔9和缓冲腔18内上下运动，无需拆开设备进行维护，就能起到清洁设备内部的沉积的杂质和气泡的作用，降低了频繁人工维护成本；非清洁工作状态下，橡胶垫停过渡腔7内。橡胶垫的清洁程序可以根据设定的周期进行清洁，清洁程序的工作间隔时间根据实际需求可进行调节。
排水模块包括排水管和排水口4；驱动杆5的上端设置有通孔，过渡腔7的上端设置有沿轴向延伸的长条孔，排水管的一端穿过长条孔与通孔密封连接，排水口4设置在壳体6外侧面，排水管的另一端与排水口4连接，排水管为可以伸缩的软管；当使用橡胶垫对散射腔9进行清洁时，排水管在长条孔中随驱动杆5上下运动。
检测模块包括浊度散射校正测量单元和连续光谱测量单元。
浊度散射校正测量单元包括单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，单谱段光源发射组件的发射光从第一透光窗进入散射腔9，第一光源接收组件接收从第二透光窗射出的散射光，且单谱段光源发射组件的发射光与第一光源接收组件接收的散射光垂直。
单谱段光源发射组件包括设置在壳体6内侧面的第二安装底座17、设置在第二安装底座17上的光源驱动板16、与光源驱动板16相连的单谱段光源15及设置在单谱段光源15光传输方向上的第一扩束镜组14；第一光源接收组件包括设置在壳体6内侧面的第一安装底座13，设置在第一安装底座13上的探测器驱动板12，与探测器驱动板12相连的探测器11，及设置在第二透光窗射出的散射光传输方向上的第一接收镜组10；探测器11用于接收经接收镜组10处理后的散射光的光强度信息，探测器驱动板12用于驱动探测器11正常工作。
单谱段光源发射组件的发射光为激光，波长范围为800±10nm；激光光源能量较高，大大改善了散射后散射光能量较低的缺陷，可以满足低浊度测量需求，使浊度的测量量程可以低至0.0015NTU。
连续光谱测量单元包括连续光发射组件和第二光源接收组件，连续光发射组件的发射光从第三透光窗进入散射腔9，第二光源接收组件接收从第四透光窗射出的透射光，且连续光发射组件的发射光与第二光源接收组件接收的透射光平行。
连续光发射组件包括与光源驱动板16相连的连续谱光源22及设置在连续谱光源22光传输方向上的第二扩束镜组23；第二光源接收组件包括设置在第四透光窗射出的透射光传输方向上的第二接收镜组24、贯穿设置在壳体6侧壁的光纤头25及设置在壳体6外的用于接收光纤头25传输信号的光谱仪26；连续光发射组件的发射波长范围为165～1100nm。
过渡腔7、散射腔9和缓冲腔18垂直于水体容置管延伸方向的断面形状大小相同，均为矩形，一方面，无需更换清洁刷8即可实现对过渡腔7、散射腔9和缓冲腔18的清洁，另一方面有利于检测模块中单谱段光源发射组件和第一光源接收组件及连续光发射组件和第二光源接收组件位置的设定。
信号处理输出模块用于对检测模块检测的数据进行处理和输出，具体的，信号处理输出模块包括信号处理板19及与信号处理板相连的信号输出端口20；信号处理板19与探测器11电连接；信号输出端口20与数据接收终端相接。
基于上述浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其工作过程如下：
S1、配制多种不同水体浊度的标准溶液。
S2、将任一种标准溶液通过入水口21注入水体容置管，标准溶液进入散射腔9和过渡腔7后，经驱动杆5的内部空腔从排水口4排出；
当入水口21与排水口4达到进出水平衡，散射腔9中标准溶液稳定后，启动单谱段光源发射组件、第一光源接收组件和信号处理输出模块，测得单谱段光源下的散射光强度值为X1；
具体的，光源驱动板16驱动单谱段光源15工作，单谱段光源15为激光光源，波长范围790nm-810nm，该激光光源发出的单色激光经由第一扩束镜组14，以平行光的形式出射到散射腔9内，经过散射腔9内水体中悬浮颗粒的散射，散射光经过第一接收镜组10的分光、聚焦等处理后由探测器11接收，探测器11通过探测器驱动板12驱动。探测器11与信号处理板19相连，将数据传输至信号处理板19，进行预处理后，通过信号输出端口20与外部数据接收终端相连，对处理结果进行传输。
关闭单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，启动连续光发射组件和第二光源接收组件，测得与单谱段光源15相同波长位置处的透射光强度值为X2；
具体的，连续谱光源22的发射光经第二扩束镜组23，穿过散射腔中的水体吸收后，透射光被SMA905型号光纤头接收后传输给小型光谱仪，小型光谱仪与信号处理板19相连，将小型光谱仪预处理后的特征光谱位置数据传输至信号处理板19，进行预处理后，通过信号输出端口20与外部数据接收终端相连，对处理结果进行传输；
根据公式K＝X1/X2计算校正系数K。
S3、重复步骤S2，测量其他不同水体浊度的标准溶液，计算不同水体浊度的标准溶液下各个校正系数的平均值K0。
S4、将待监测水体通过入水口21注入水体容置管中，待监测水体进入缓冲腔18中，在重力缓冲作用下大颗粒沉淀物停留于此；随着入水口21持续工作，水体逐渐进入散射腔9和过渡腔7，经驱动杆5的内部空腔进入排水管，由排水管到达排水口4排出，排水口4可连接水管，将废水排至下水道，避免水体流淌到壳体6外侧造成设备老化。
当入水口21与排水口4达到进出水平衡，散射腔9中待监测水体稳定后，启动连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块，测量得连续光光谱曲线，则连续光光谱曲线的离散波长如下式所示：
其中，λ165～λ1100为连续光谱的波长范围，光谱仪26的光谱分辨率为1nm；
根据步骤S3中平均校正系数K0对连续光谱曲线进行校正，校正前光强度值为
校正后为
得到校正后的连续光光谱曲线；根据校正后的连续光光谱曲线不同波段对应的不同水体参数进行浓度反演，实现对水体参数的实时监测。
在实际使用中，需要根据使用情况，例如水质波动较大或测量的水体浊度的变化幅度过大时，对实际测量的水体参数进行修正，具体的修正过程为：
S4.1、根据校正系数K0，通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量水体浊度为F2；关闭连续光发射组件和第二光源接收组件，启动单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，测量当前水体浊度F1；同时采用标准方法测量当前水体浊度F0；
S4.2、比较F1和F0的数值，若∣F1-F0∣≤5％，则不需要对通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量的水体参数结果进行修正；若∣F1-F0∣≥5％，则需要通过修正系数K1＝F0/F2，对通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量的水体参数结果进行修正。
S5、根据设定的时间间隔，关闭连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块，使入水口21持续入水，启动驱动模块，驱动模块驱动驱动杆5，使设置在驱动杆5下端部的清洁刷8在过渡腔7、散射腔9及缓冲腔18中上下运动，对过渡腔7、散射腔9及缓冲腔18的内表面沉积物及附着的气泡进行清理，清理用水从排水口4排出，清理完毕后关闭驱动模块。
S6、重复步骤S4和S5，对待监测水体参数进行实时监测。
Claims (10)
1.一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：包括壳体(6)、设置在壳体(6)内的水体容置管、驱动模块、排水模块、检测模块及信号处理输出模块；壳体(6)上设有入水口(21)；
所述水体容置管具有相通的过渡腔(7)和散射腔(9)，所述过渡腔(7)与散射腔(9)垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸相同；所述散射腔(9)的下端与入水口(21)相接；散射腔(9)设置有第一透光窗、第二透光窗、第三透光窗和第四透光窗，所述第一透光窗和第二透光窗垂直设置，第三透光窗和第四透光窗相对设置；
所述驱动模块包括驱动组件及与驱动组件连接的下端开口的中空驱动杆(5)，驱动杆(5)伸入过渡腔(7)，所述驱动杆(5)的下端部设置有清洁刷(8)；
所述清洁刷(8)垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸与过渡腔(7)及散射腔(9)相适配，所述清洁刷(8)用于在驱动杆(5)的带动下在散射腔(9)内上下运动；
所述排水模块包括排水管和排水口(4)；所述驱动杆(5)的上端侧面设置有通孔，所述过渡腔(7)的上端设置有沿轴向延伸的长条孔，所述排水管的一端穿过长条孔与所述通孔密封连接，所述排水口(4)设置在壳体(6)外侧面，所述排水管的另一端与排水口(4)连接；所述排水管为可以伸缩的软管；
所述检测模块包括设置在壳体(6)内侧的浊度散射校正测量单元和连续光谱测量单元；
所述浊度散射校正测量单元包括单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，单谱段光源发射组件的发射光从第一透光窗进入散射腔(9)，第一光源接收组件接收从第二透光窗射出的散射光，且单谱段光源发射组件的发射光与第一光源接收组件接收的散射光垂直；
所述连续光谱测量单元包括连续光发射组件和第二光源接收组件，连续光发射组件的发射光从第三透光窗进入散射腔(9)，第二光源接收组件接收从第四透光窗射出的透射光，且连续光发射组件的发射光与第二光源接收组件接收的透射光平行；
所述信号处理输出模块用于对检测模块检测的数据进行处理和输出。
2.根据权利要求1所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：
所述单谱段光源发射组件的发射光波长范围为800±10nm；
所述连续光发射组件的发射波长范围为165～1100nm。
3.根据权利要求1所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：
所述单谱段光源发射组件包括设置在壳体(6)内侧面的第二安装底座(17)、设置在第二安装底座(17)上的光源驱动板(16)、与光源驱动板(16)相连的单谱段光源(15)及设置在单谱段光源(15)光传输方向上的第一扩束镜组(14)；
第一光源接收组件包括设置在壳体(6)内侧面的第一安装底座(13)，设置在第一安装底座(13)上的探测器驱动板(12)，与探测器驱动板(12)相连的探测器(11)及设置在第二透光窗射出的散射光传输方向上的第一接收镜组(10)；
所述连续光发射组件包括与光源驱动板(16)相连的连续谱光源(22)，设置在连续谱光源(22)光传输方向上的第二扩束镜组(23)；所述第二光源接收组件包括设置在第四透光窗射出的透射光传输方向上的第二接收镜组(24)、贯穿设置在壳体(6)侧壁的光纤头(25)及设置在壳体(6)外的用于接收光纤头(25)传输信号的光谱仪(26)。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：所述清洁刷(8)为套设在驱动杆(5)上的至少一个橡胶垫，所述橡胶垫垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸与过渡腔(7)和散射腔(9)相适配。
5.根据权利要求4所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：所述水体容置管还包括设置在散射腔(9)下且与散射腔(9)相通的缓冲腔(18)，所述缓冲腔(18)与过渡腔(7)和散射腔(9)垂直于水体容置管延伸方向的断面形状和尺寸相同，所述入水口(21)设置在缓冲腔(18)的下端。
6.根据权利要求5所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：所述过渡腔(7)、散射腔(9)和缓冲腔(18)垂直于水体容置管延伸方向的断面为矩形。
7.根据权利要求6所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：
所述信号处理输出模块包括信号处理板(19)及与信号处理板(19)相连的信号输出端口(20)；
所述信号处理板(19)与探测器(11)和光谱仪(26)电连接；
所述信号输出端口(20)与数据接收终端相接。
8.根据权利要求7所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，其特征在于：所述驱动组件包括直线电机组件(1)和与直线电机组件(1)相接的连动部件(2)，所述驱动杆(5)设置在连动部件(2)下端。
9.一种基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置，具有以下步骤：
S1、配制多种不同水体浊度的标准溶液；
S2、将任一种标准溶液通过入水口(21)注入水体容置管，标准溶液进入散射腔(9)和过渡腔(7)后，经驱动杆(5)从排水口(4)排出；
当入水口(21)与排水口(4)达到进出水平衡，散射腔(9)中标准溶液稳定后，启动单谱段光源发射组件、第一光源接收组件和信号处理输出模块，测得单谱段光源下的散射光强度值为X1；
关闭单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，启动连续光发射组件和第二光源接收组件，测得与单谱段光源相同波长位置处的透射光强度值为X2；
根据公式K＝X1/X2计算校正系数K；
S3、重复步骤S2，测量其他不同水体浊度的标准溶液，计算不同水体浊度的标准溶液下各个校正系数的平均值K0；
S4、将待监测水体通过入水口(21)注入水体容置管中，待监测水体进入散射腔(9)和过渡腔(7)后，经驱动杆(5)从排水口(4)排出；启动连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块，测量得连续光光谱曲线，则连续光光谱曲线的离散波长如下式所示：
其中，λm～λm+n为连续光谱的波长范围，y为光谱仪(26)的光谱分辨率，n为连续光谱的波长范围值；
根据步骤S3中平均校正系数K0对连续光谱曲线进行校正，校正前光强度值为
校正后为
得到校正后的连续光光谱曲线；根据校正后的连续光光谱曲线不同波段对应的不同水体参数进行浓度反演，实现对水体参数的实时监测；
S5、根据设定的时间间隔，关闭连续光发射组件、第二光源接收组件和信号处理输出模块，使入水口(21)持续入水，启动驱动模块，驱动模块驱动驱动杆(5)，使设置在驱动杆(5)下端部的清洁刷(8)在散射腔(9)中上下运动，对散射腔(9)的内表面进行清理，清理用水从排水口(4)排出，清理完毕后关闭驱动模块；
S6、重复步骤S4和S5，对待监测水体参数进行实时监测。
10.根据权利要求9所述的基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量方法，其特征在于：步骤S4中，根据需要定期对实际测量的水体参数进行修正，具体的修正过程为：
S4.1、根据校正系数K0，通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量水体浊度为F2；关闭连续光发射组件和第二光源接收组件，启动单谱段光源发射组件和第一光源接收组件，测量当前水体浊度F1；同时采用标准方法测量当前水体浊度F0；
S4.2、比较F1和F0的数值，若∣F1-F0∣≤5％，则不需要对通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量的水体参数结果进行修正；若∣F1-F0∣≥5％，则需要通过修正系数K1＝F0/F2，对通过连续光发射组件、第二光源接收组件测量的水体参数结果进行修正。
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